微電鑄鑄層內(nèi)應力的研究.pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，微器件的需求量逐漸增多，基于UV-LIGA技術(shù)微電鑄工藝制作的微器件在航空航天、生物醫(yī)藥、電子通訊等領(lǐng)域得到廣泛的應用。而微電鑄鑄層內(nèi)應力導致的鑄層起泡、脫落、分層等問題，嚴重影響了金屬微器件的機械性能，阻礙了微電鑄技術(shù)的應用與發(fā)展。本文針對微電鑄工藝條件下的鑄層內(nèi)應力問題，研究了電流密度、鑄層厚度對鑄層內(nèi)應力的影響;分析了鑄層內(nèi)應力的產(chǎn)生機理;提出了通過超聲微電鑄來改善鑄層內(nèi)應力的方法;并通過超聲微電鑄實驗論證

2、該方法的可行性;最后探究得到了超聲微電鑄的最優(yōu)工藝參數(shù)。
　　針對有添加劑的微電鑄體系，通過自行搭建的超聲電鑄實驗裝置完成了微電鑄實驗，借助X射線衍射儀（側(cè)傾固定ψ法）完成了鑄層內(nèi)應力的測量和計算。研究結(jié)果表明:電流密度在0.2～2A/dm2之間，鑄層內(nèi)應力隨電流密度增大而增大，同時電流效率隨著電流密度增大而降低;當鑄層厚度由3um增大到20um時，鑄層內(nèi)應力減小。
　　在有添加劑的微電鑄體系下，鑄層內(nèi)應力產(chǎn)生的主要原因是十

3、二烷基硫酸鈉分子團以膠束形式吸附在鑄層中電化學活性點位置致使鑄層膨脹，次要原因是由于氫吸附和雜質(zhì)吸附。本文從有機物在電極過程的吸附動力學、表面活性分子在鑄層表面上的吸附形式、以及吸附著氫的電極表面狀態(tài)熱力學的角度進行了分析，解釋了微電鑄鑄層內(nèi)應力的形成機理。
　　本文從超聲微電鑄去濃差極化、提高鑄液傳質(zhì)速率、細化晶粒、和改變沉積擇優(yōu)取向等方面探究了超聲微電鑄可以減小鑄層內(nèi)應力的機理。實驗證明，在有添加劑的微電鑄體系下，超聲得到的鑄